Πυκνωτές στον τύπο της σειράς

Ένας πυκνωτής είναι μια συσκευή που έχει την ικανότητα να αποθηκεύει ενέργεια. Οι πυκνωτές έχουν δύο παράλληλες μεταλλικές πλάκες γεμάτες με ένα διηλεκτρικό στο εσωτερικό, το οποίο πολώνεται όταν συνδέεται σε μια τάση τάσης. Λόγω αυτής της πόλωσης, τα μόρια ευθυγραμμίζονται αντίθετα με το φορτίο της μεταλλικής πλάκας. Το ηλεκτροστατικό πεδίο μέσα στις μεταλλικές πλάκες σχηματίζεται όταν ο πυκνωτής βρίσκεται σε κατάσταση φόρτισης και συνεχίζει να φορτίζει μέχρι να μην αφεθούν άλλα μόρια να πολωθούν. Όταν ένας πυκνωτής φορτιστεί πλήρως, επιτυγχάνει μια κατάσταση σταθερής κατάστασης.

Ένας τύπος πυκνωτή σε σειρά περιγράφει μια μαθηματική περιγραφή όταν δύο ή περισσότεροι πυκνωτές ενώνονται σε έναν συνδυασμό σειράς.

Πυκνωτές σε σειρά

Όταν συνδέονται δύο ή περισσότεροι πυκνωτές, το φορτίο παραμένει σταθερό ή το ρεύμα παραμένει το ίδιο. Οι συνδυασμοί που λαμβάνονται είναι οι πυκνωτές σε σειρά. Σε έναν σειριακό συνδυασμό, οι πυκνωτές ενώνονται ο ένας δίπλα στον άλλον έτσι ώστε η πλάκα στο δεξί χέρι να συνδέεται με την πλάκα στο αριστερό χέρι. Η πτώση τάσης για έναν πυκνωτή σε συνδυασμό σειράς είναι διαφορετική. Η ισοδύναμη χωρητικότητα για έναν πυκνωτή σε έναν τύπο σειράς απεικονίζει ότι η συνολική χωρητικότητα είναι μικρότερη από τις επιμέρους χωρητικότητες και, επομένως, μπορεί να υπολογιστεί με την έννοια της αντίστασης σε έναν παράλληλο συνδυασμό. Η προκύπτουσα χωρητικότητα μειώνεται όταν αυξάνεται η επιφάνεια της πλάκας, με την προϋπόθεση ότι διατηρούμε σταθερούς όλους τους άλλους παράγοντες.

Πυκνωτής στη φόρμουλα σειράς

Έστω ότι ο συνδυασμός κυκλώματος περιέχει τρεις πυκνωτές ενωμένους σε έναν σειριακό συνδυασμό με χωρητικότητες C1, C2 και C3 αντίστοιχα. Ο πυκνωτής σε έναν τύπο σειράς μπορεί να εξαχθεί ως εξής:

Το σημαντικό σημείο στους πυκνωτές σε τύπο σειράς είναι ότι η ενεργός ή ισοδύναμη χωρητικότητα είναι πάντα μικρότερη από την χωρητικότητα μεμονωμένων πυκνωτών. Ένα τέτοιο χαρακτηριστικό πυκνωτών σε σειρά μπορεί να χωρέσει ένα ευρύ φάσμα πραγματικών εφαρμογών.

Παραδείγματα πυκνωτών σε σειρά

Η σημασία των πυκνωτών στον τύπο σειράς επιτυγχάνεται κατά την επίλυση αριθμητικών προβλημάτων όπως φαίνεται παρακάτω:

Παράδειγμα 1:Δύο πυκνωτές με χωρητικότητες 10 μF και 20 μF συνδέονται σε σειρά. Μάθετε τη συνολική χωρητικότητα του δεδομένου συνδυασμού.

Λύση:Δίνεται, C1=10 μF και C2=20 μF

Σύμφωνα με τον πυκνωτή σε έναν τύπο σειράς,

Παράδειγμα 2:Δύο πυκνωτές με χωρητικότητες 15 μF και X μF συνδέονται σε σειρά. Η συνολική ισοδύναμη χωρητικότητα του δεδομένου συνδυασμού είναι 8 μF. Βρείτε το X.

Λύση:Δίνεται, C1=15 μF και C2=X μF και Ctotal =8 μF

Σύμφωνα με τον πυκνωτή σε έναν τύπο σειράς,

Εφαρμογή πυκνωτών στην πραγματική ζωή

Δεδομένου ότι ζούμε σε μια εποχή προηγμένης τεχνολογίας, η παραγωγή μικροσκοπικών έξυπνων συσκευών απαιτεί πυκνωτές. Μερικά πραγματικά παραδείγματα πυκνωτών είναι τα εξής:

•  Ο πυκνωτής είναι μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας. Έτσι, όταν ένα σύστημα υπολογιστή τερματίζεται, το εγκατεστημένο κύκλωμα πυκνωτή μπορεί να παρέχει ισχύ έκτακτης ανάγκης έως ότου το σύστημα πάρει ρεύμα. Αυτό συμβαίνει επειδή ο πυκνωτής φορτίζεται όταν η συσκευή είναι συνδεδεμένη στην πηγή ρεύματος και αποθηκεύει ενέργεια.
• Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε κινητά τηλέφωνα ή κάμερες δεν παρέχουν επαρκή ενέργεια για μεγάλο χρονικό διάστημα. Έτσι, οι κάμερες είναι εξοπλισμένες με κυκλώματα πυκνωτών για να λάβουν αρκετή ισχύ για να ενεργοποιήσουν τη λειτουργία φλας.
• Μια συσκευή ανορθωτή χρησιμοποιεί ένα φίλτρο πυκνωτή για τη μετατροπή σήματος AC σε DC. Ένας ανορθωτής χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικές συσκευές.

Συμπέρασμα

Οι πυκνωτές είναι στοιχεία κυκλώματος αποθήκευσης ενέργειας με μονωτικό υλικό μέσα στις πλάκες τους. Η χωρητικότητα μετρά την ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας ενός διηλεκτρικού και μετριέται σε Farad. Η εκμάθηση σχετικά με τους πυκνωτές είναι πολύ σημαντική για την κατανόηση των ηλεκτρονικών, καθώς οι πυκνωτές είναι ευρέως εφαρμόσιμοι στην καθημερινή ζωή.